(57)【要約】【課題】内部電極の面方向が実装面と直交するように配向した状態で実装される積層コンデンサにおいて、たとえば２５ＧＨｚを超える高周波域でのＳ２１通過特性の損失を低減する。【解決手段】積層された複数の誘電体層２２と、誘電体層２２間の特定の界面に沿って形成される複数組の第１および第２の内部電極２３および２４とをもって構成される、直方体状のコンデンサ本体２５において、その高さ方向寸法Ｈを０．３０ｍｍ〜０．５０ｍｍとする。【選択図】図１
2007324251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の誘電体層と、特定の前記誘電体層を介して互いに対向することによって静電容量を形成するように前記誘電体層間の特定の界面に沿ってそれぞれ形成される複数組の第１および第２の内部電極とをもって構成される、直方体状のコンデンサ本体と、
前記コンデンサ本体の実装面に対向する対向面上のみに各々の主要部が形成され、かつ前記第１および第２の内部電極にそれぞれ電気的に接続される、第１および第２の端子電極と
を備え、
前記第１および第２の内部電極の面方向が実装面と直交するように前記コンデンサ本体が向けられた姿勢であって、前記第１および第２の端子電極が実装面上に形成された第１および第２の信号ラインにそれぞれ電気的に接続された状態で面実装される用途に向けられる、積層コンデンサであって、
前記コンデンサ本体の高さ方向寸法を０．３０ｍｍ〜０．５０ｍｍとしたことを特徴とする、積層コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、積層コンデンサに関するもので、特に、たとえば光通信分野での高周波回路において有利に用いられるものであって、その内部電極の面方向が実装面と直交するように配向した状態で実装される、積層コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速通信の拡大に伴って、光ファイバ通信などに代表される高速光通信が急速に進展している。このような高速光通信用の電子部品については、１０ｋＨｚ〜４０ＧＨｚといった広い周波数帯域において、良好な通過特性を示すことが必要とされている。
【０００３】
光通信で高速伝送を行なうデバイスには、電気信号と光信号とを変換するＥ／Ｏモジュールと、広帯域で高周波信号を増幅する増幅器とが必要である。このようなデバイスを用いた回路に使用されるコンデンサは広帯域でのカップリング能力が要求されている。
【０００４】
従来、この種の高周波回路には、単板構造のマイクロチップコンデンサが用いられていた。しかし、単板構造のマイクロチップコンデンサによれば、その構造からインダクタンスを低く設定できるが、静電容量を大きくとることができないという問題を有していた。しかも、基板上の配線との接続にはワイヤや金属板を必要とするため、結果的に、大きなインダクタンスをもたらしていた。
【０００５】
一方、誘電体層と内部電極とを積層した構造を有する積層コンデンサが種々提供されている。積層コンデンサによれば、大きい静電容量を確保できる。しかし、積層コンデンサには、一般に、インダクタンスをあまり低くすることができないという問題がある。入出力端子を多端子構造にすることにより、インダクタンスを低くする対策が提案されているが、基板の配線が複雑になり、そのため、基板の配線におけるインダクタンスが大きくなってしまうという新たな問題が発生している。それゆえ、たとえば２端子といった単純な構造で、高容量かつ低インダクタンスの積層コンデンサの実現が望まれている。
【０００６】
上述した要望を満たし得る積層コンデンサとして、たとえば特許文献１に記載のようなものが提案されている。この積層コンデンサは、内部電極の面方向が実装面と直交するように配向した状態で実装されるものである。図５には、このような積層コンデンサ１が示されている。図５において、（ａ）は、積層コンデンサ１の外観を示す正面図であり、（ｂ）は、積層コンデンサ１の内部構造を示すため、特定の内部電極が通る断面をもって示した正面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。
【０００７】
積層コンデンサ１は、積層された複数の誘電体層２と、特定の誘電体層２を介して互いに対向することによって静電容量を形成するように誘電体層２間の特定の界面に沿ってそれぞれ形成される複数組の第１および第２の内部電極３および４とをもって構成される、直方体状のコンデンサ本体５を備えている。
【０００８】
なお、図５（ｂ）において、実線で示した第１の内部電極３と破線で示した第２の内部電極４とが互いにわずかにずれた状態で図示されているが、これは、第１および第２の内部電極３および４の双方の図示を可能にするための便宜的な手段にすぎず、実際には、第１の内部電極３と第２の内部電極４とが完全に重なっているのが理想的である。
【０００９】
積層コンデンサ１は、また、コンデンサ本体５の外表面上に形成される、第１および第２の端子電極６および７を備えている。第１および第２の内部電極３および４は、それぞれ、静電容量形成に寄与する第１および第２の容量形成部８および９と、第１および第２の容量形成部８および９の各々から引き出されかつ第１および第２の端子電極６および７にそれぞれ電気的に接続される第１および第２の引出し部１０および１１とを備えている。
【００１０】
図５（ａ）および（ｂ）に、実装面１２が想像線で示されている。実装面１２は、積層コンデンサ１を実装すべき配線基板上に形成されるものであって、端子電極６および７は、コンデンサ本体５の、実装面１２に対向する対向面１３上に位置されている。積層コンデンサ１が実装面１２上に実装されたとき、第１および第２の内部電極３および４の面方向が実装面１２と直交するようにコンデンサ本体５が向けられた姿勢とされる。
【００１１】
特許文献１に記載の積層コンデンサ１では、第１および第２の引出し部１０および１１間の間隔をａ[ｍｍ]とし、第１の引出し部１０の引き出し長さをｂ１[ｍｍ]とし、第２の引出し部１１の引き出し長さをｂ２[ｍｍ]としたとき、
１．６４ａ＋（ｂ１＋ｂ２）≦０．８５
の条件を満たすようにすることにより、低インダクタンス化が図られている。簡単に言えば、積層コンデンサ１において、コンデンサ本体５の長さ方向寸法をＬ、高さ方向寸法をＨとしたとき、長さ方向寸法Ｌと高さ方向寸法Ｈとによって規定される面、すなわちＬＨ面の方向に生じる電流ループを短くすることによって、低インダクタンス化を図ろうとしている。
【００１２】
しかしながら、積層コンデンサ１において、コンデンサ本体５の高さ方向寸法Ｈが所定値以上に大きくなると、高周波域における通過特性が悪くなることがわかった。より具体的には、高さ方向寸法Ｈが０．５０ｍｍより大きいと、たとえば２５ＧＨｚを超える高周波域において、Ｓ２１通過特性の損失が大きくなることがわかった。
【特許文献１】特開２００４−１４０１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、この発明の目的は、上述のような問題を解決し得る、積層コンデンサを提供しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る積層コンデンサは、積層された複数の誘電体層と、特定の誘電体層を介して互いに対向することによって静電容量を形成するように誘電体層間の特定の界面に沿ってそれぞれ形成される複数組の第１および第２の内部電極とをもって構成される、直方体状のコンデンサ本体と、コンデンサ本体の実装面に対向する対向面上のみに各々の主要部が形成され、かつ第１および第２の内部電極にそれぞれ電気的に接続される、第１および第２の端子電極とを備えている。
【００１５】
この発明に係る積層コンデンサは、第１および第２の内部電極の面方向が実装面と直交するようにコンデンサ本体が向けられた姿勢であって、第１および第２の端子電極が実装面上に形成された第１および第２の信号ラインにそれぞれ電気的に接続された状態で面実装される用途に向けられる。
【００１６】
このような積層コンデンサにおいて、前述した技術的課題を解決するため、この発明では、コンデンサ本体の高さ方向寸法を０．３０ｍｍ〜０．５０ｍｍとしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、上述のように、コンデンサ本体の高さ方向寸法を０．３０ｍｍ〜０．５０ｍｍというように小さくすることにより、たとえば２５ＧＨｚを超える高周波域での通過特性の損失を小さく抑えることができる。これは、次の理由による。
【００１８】
たとえば２５ＧＨｚを超える高周波域では内部電極周辺に電流が流れるが、この電流としては、典型的には、第１および第２の端子電極間を最短で流れる電流と、第１および第２の内部電極の各々のまわりを流れる電流（実装面から離れた内部電極周辺を流れる電流を含む。）とがある。ここで、後者の内部電極のまわりを流れる電流については、上述のように、コンデンサ本体の高さ方向寸法を０．５０ｍｍ以下というように小さくすることによって、この電流が流れる距離を短くでき、その結果、高周波域における通過特性の損失を小さくできるのである。
【００１９】
なお、コンデンサ本体の高さ方向寸法の下限を０．３０ｍｍとしたのは、これを下回ると、所定値以上の静電容量を得るための設計が困難になるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、前述した図５に対応する図であって、この発明の一実施形態による積層コンデンサ２１を示している。より詳細には、図１において、（ａ）は、積層コンデンサ２１の外観を示す正面図であり、（ｂ）は、積層コンデンサ１の内部構造を示すため、特定の内部電極が通る断面をもって示した正面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の線Ｃ―Ｃに沿う断面図である。
【００２１】
積層コンデンサ２１は、図５に示した積層コンデンサ１の場合と同様、積層された複数の誘電体層２２と、特定の誘電体層２２を介して互いに対向することによって静電容量を形成するように誘電体層２２間の特定の界面に沿ってそれぞれ形成される複数組の第１および第２の内部電極２３および２４とをもって構成される、直方体状のコンデンサ本体２５を備えている。この積層コンデンサ２１が積層セラミックコンデンサである場合、上述した誘電体層２２は誘電体セラミックから構成される。
【００２２】
図１（ｂ）において、図５（ｂ）の場合と同様、実線で示した第１の内部電極２３と破線で示した第２の内部電極２４とが互いにわずかにずれた状態で図示されているが、これは、第１および第２の内部電極２３および２４の双方の図示を可能にするための便宜的な手段にすぎず、実際には、第１の内部電極２３と第２の内部電極２４とが完全に重なっているのが理想的である。
【００２３】
積層コンデンサ２１は、また、コンデンサ本体２５の外表面上に形成される、第１および第２の端子電極２６および２７を備えている。第１および第２の内部電極２３および２４は、それぞれ、静電容量形成に寄与する第１および第２の容量形成部２８および２９と、第１および第２の容量形成部２８および２９の各々から引き出されかつ第１および第２の端子電極２６および２７にそれぞれ接続される第１および第２の引出し部３０および３１とを備えている。
【００２４】
図１（ａ）および（ｂ）に、実装面３２が想像線で示されている。第１および第２の端子電極２６および２７は、各々の主要部が、コンデンサ本体２５の、実装面３２に対向する対向面３３上のみに形成されている。この実施形態では、第１および第２の端子電極２６および２７の各々は、対向面３３上のみに形成され、かつ、対向面３３上において、コンデンサ本体２１の積層方向での一方端から他方端にまで延びるように形成されている。
【００２５】
この発明では、上述のような積層コンデンサ２１において、コンデンサ本体２５の高さ方向寸法Ｈを０．３０ｍｍ〜０．５０ｍｍというように小さくすることを特徴としている。このように、コンデンサ本体２５の高さ方向寸法Ｈを０．３０ｍｍ〜０．５０ｍｍと小さくすることにより、高周波域における通過特性の損失を小さくすることができる。このことを、図２を参照して説明する。
【００２６】
図２には、上述の図１に示した積層コンデンサ２１と図５に示した従来の積層コンデンサ１とが対比されて示されている。なお、図２において、図１または図５に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付している。
【００２７】
図２（ａ）および（ｂ）にそれぞれ矢印で示すように、たとえば２５ＧＨｚを超える高周波域では、内部電極２３および２４（または３および４）周辺に電流が流れる。この電流は、第１および第２の端子電極２６および２７（または６および７）間を最短で流れる電流３５と、実装面から離れた領域をも含めて内部電極２３および２４（または３および４）のまわりを流れる電流３６とがある。ここで、後者の電流３６については、コンデンサ本体２５（または５）の高さ方向寸法に応じて、それの流れる距離が変わる。したがって、高さ方向寸法Ｈを０．５０ｍｍ以下というように小さくすれば、電流３６が流れる距離を短くでき、その結果、高周波域における通過特性の損失を小さくできる。
【００２８】
次に、この発明に係る積層コンデンサの効果を確認するために実施した実験例について説明する。
【００２９】
図３は、この実験例において作製された試料に係る積層コンデンサ５０を説明するためのもので、ＬＨ断面を示している。図３には、積層コンデンサ５０、そこに備えるコンデンサ本体５１、容量形成部５２および引出し部５３を有する内部電極５４、ならびに端子電極５５が図示されている。
【００３０】
また、図３には、この実験例で作製した試料の各部分の寸法を示す数値（単位はｍｍ）が記入されている。この実験例では、コンデンサ本体５１の高さ方向寸法Ｈについて、０．３０ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．４０ｍｍ、０．５０ｍｍおよび０．８０ｍｍというように変えた５種類の試料を作製した。なお、この実験例では、いずれの試料についても、コンデンサ本体５１の幅方向寸法（図３紙面に直交する方向の寸法）を０．４５ｍｍとし、誘電体層を構成する誘電体の比誘電率を２５００とし、内部電極５４の導電成分としてニッケルを用い、端子電極５５の材質を銅の下地にニッケルめっきおよび金めっきを施したものとし、また、内部電極の枚数を８７枚とした。
【００３１】
以上のような各試料に係る積層コンデンサ５０を、幅０．４５ｍｍのマイクロストリップラインに接続されるように実装し、ＤＣカットコンデンサとしての特性を測定した。ここで、マイクロストリップラインは、５０Ωの特性インピーダンスとなるように、比誘電率が２．６の材質で厚さ０．２ｍｍの配線基板上に形成した。また、ＤＣカットコンデンサの特性は、ネットワークアナライザの高周波測定器を用い、５〜４０ＧＨｚの周波数域でのＳ２１通過特性を測定した。
【００３２】
その結果が、図４に示されている。
【００３３】
図４からわかるように、３０ＧＨｚ未満の周波数域においては、コンデンサ本体５１の高さ方向寸法Ｈの違いによる有意差がＳ２１通過特性において特に現れていないが、３０ＧＨｚ以上の高周波域においては、コンデンサ本体５１の高さ方向寸法Ｈが０．３０ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲にある試料と高さ方向寸法Ｈが０．８０ｍｍの試料との間で、Ｓ２１通過特性に顕著な差が現れている。そして、前者の高さ方向寸法Ｈが０．３０ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲にある試料によれば、後者の高さ方向寸法Ｈが０．８０ｍｍの試料に比べて、Ｓ２１通過特性における損失を約０．５ｄＢ低くすることができる。
【００３４】
なお、この実験例において、コンデンサ本体５１の長さ方向寸法Ｌの好ましい範囲を求めると、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとなった。ここで、長さ方向寸法Ｌが大きくなると、内部電極５４の長さ方向における電流の流れる距離が長くなり、Ｓ２１通過特性の損失が大きくなる。他方、長さ方向寸法Ｌが小さくなると、Ｓ２１通過特性の損失は小さくできるが、取得容量が小さくなる。
【００３５】
また、コンデンサ本体５１の幅方向寸法（図３紙面に直交する方向の寸法）の好ましい範囲を求めると、０．２ｍｍ〜０．７ｍｍとなった。ここで、幅方向寸法が大きくなると、実装時の信号ライン幅（通常、０．７ｍｍ以下）よりコンデンサ本体５１の幅方向寸法が広くなり、高周波域において実装面で電流反射が生じ、Ｓ２１通過特性の損失が大きくなる。他方、コンデンサ本体５１の幅方向寸法が小さいと、取得容量が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の一実施形態による積層コンデンサ２１を示すもので、（ａ）は、積層コンデンサ２１の外観を示す正面図であり、（ｂ）は、積層コンデンサ２１の内部構造を示すため、特定の内部電極２３が通る断面をもって示した正面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。
【図２】この発明の作用・効果を説明するための図１（ａ）に相当する図である。
【図３】この発明による効果を確認するために実施した実験例において作製した試料を説明するための図１（ａ）に相当する図である。
【図４】実験例において作製した各試料に係る積層コンデンサについてのＳ２１通過特性を示す図である。
【図５】この発明にとって興味ある従来の積層コンデンサ１を示すもので、（ａ）は、積層コンデンサ１の外観を示す表面図であり、（ｂ）は、積層コンデンサ１の内部構造を示すため、特定の内部電極３が通る断面をもって示した正面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
２１  積層コンデンサ
２２  誘電体層
２３，２４  内部電極
２５  コンデンサ本体
２６，２７  端子電極
３２  実装面
Ｈ  コンデンサ本体の高さ方向寸法
【図１】
2007324251.tif 000003
【図２】
2007324251.tif 000004
【図３】
2007324251.tif 000005
【図４】
2007324251.tif 000006
【図５】
2007324251.tif 000007